KR19980042200A - 백킹 플레이트가 구비된 클러치 압력판 - Google Patents

Abstract

마찰판과 압력판을 구비하는 마찰 클러치는 상기 마찰 클러치 하우징내에 위치된다. 상기 마찰 클러치는 상기 마찰판과 상기 압력판의 사이에 위치되는 백킹 플레이트를 구비하는데, 상기 백킹 플레이트는 알루미늄 같은 좀더 부드러운 재료로부터 만들어지는 상기 압력판 보다는, 스틸과 같은 좀더 딱딱한 재료로부터 만들어진다.

Description

백킹 플레이트가 구비된 클러치 압력판

본 발명은 클러치를 위한 압력판, 더 자세하게는 마찰 클러치를 위한 다이 캐스트 알루미늄 압력판을 구비하는 클러치 조립체에 관한 것이다.

마찰형 클러치들은 기술적으로 잘 알려져 있다. 일반적으로, 마찰형 클러치들은 두 개의 디스크들을 포함한다. 제 1디스크는 더욱 실제적이며, 보통 엔진의 플라이휠이다. 보통, 다른 제 2디스크는 가벼우며, 통상 압력판으로서 언급된다. 상기 플라이휠은 크랭크축의 단부에 플랜지로 볼팅되며, 반면에 상기 압력판은 출력축에 대해 축방향으로 슬라이딩된다. 스프링 메카니즘은 상기 플라이휠을 향해서 상기 압력판을 누르도록 사용된다.

이 일반적인 마찰형 클러치들에서, 엔진 토르크(Torque)는 두 개의 인접한 면들 사이에 마찰에 의해서 상기 엔진 플라이휠로부터 상기 압력판까지 전달된다. 이 대량의 토르크 때문에, 상기 디스크들의 면은 좋은 마모 특성으로 상호 결합되는, 높은 마찰 계수를 갖는 재료로부터 형성될 필요가 있다. 보통, 이 제품들을 만드는데 사용되는 상기 재료들은 너무 무겁고 너무 비싸다.

다른 적용들로서, 클러치 시스템들은 4륜 구동 차량에 있어 변속기의 일부로서 사용된다. 변속기는 후륜들로부터 차량의 전륜으로 동력(토르크)을 전달한다. 상기 클러치는 상기 후측 입력축으로부터 상기 전측 출력축으로 이 동력을 전달하는데 사용된다. 상기 압력판은 그것이 결합되어 동력이 전달되도록 상기 클러치에 힘을 가하게 된다.

방법과 장치들은 일반적으로, 변속기 클러치 시스템과 기본 클러치 시스템을 개선시키기 위해 노력되어져 왔다. 이 몇몇의 종래 시스템들은 상기 클러치 디스크들의 수명을 확장시키기 위해 시도되어졌지만, 그들은 보통 너무 무겁고 비싸다는 것이 증명되었다.

도 1은 종래 기술의 클러치 조립체를 도시하는 횡단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클러치 조립체를 도시하는 횡단면도.

도 3은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 압력판을 도시하는 정면도.

도 4는 상기 도 3의 4-4라인을 따르는 압력판을 도시하는 횡단면도.

도 5는 상기 도 4의 단면 A를 나타내는 부분확대도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50: 클러치 52: 하우징

54: 클러치 허브 58: 압력판

60: 마찰판 62: 백킹 플레이트

64: 스플라인 66: 보강 리브 부재

본 발명의 목적은 종래의 마찰 클러치들보다 가볍고도 값싼 마찰 클러치를 위한 압력판을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 종래의 마찰 클러치들 보다 더 내구적이고 더 오래 작동하며, 제작하기에 덜 비싼 마찰 클러치를 제공하는 것이다.

계속해서, 다른 목적은 4륜 구동 차량을 위한 변속기를 위해 개선된 클러치 조립체를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 전달 토르크를 증가시키는 변속기 클러치 메카니즘을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 클러치 하우징, 한 개 이상의 마찰판 및 내부에 위치되는 압력판이 구비되는 클러치 메카니즘이 제공된다. 또한, 클러치 하우징은 상기 마찰판과 상기 압력판 사이에 위치되는 백킹 플레이트(Backing plate)를 포함한다. 본 발명의 백킹 플레이트는 상기 압력판이 만들어지는 것으로부터의 재료보다 더 딱딱한 재료로부터 만들어진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 상응하여, 상기 압력판은 알루미늄 재료로부터 만들어지며, 상기 백킹 플레이트는 스틸 재료로부터 만들어진다. 또한, 상기 압력판은 그 위에 하나 또는 그 이상의 보강 리브(Lib)들을 구비한다.

본 발명의 추가적인 특징들과 잇점들은 본 발명에 대한 다음의 상세한 설명의 고찰하에 하나의 기술 분야로서 분명해질 것이다.

도 1은 일반적으로 참조 번호 10으로 언급되는 종래 기술의 마찰 클러치를 도시하고 있다. 상기 마찰 클러치(10)는 클러치 허브(14), 쓰러스트 와셔(16), 압력판(18), 및 다수의 마찰판(20)을 포함하는 클러치 하우징(12)을 포함한다.

상기 클러치(10)는 압력판(18)의 좌측부(22)와 연결되는 입력축(미도시됨)과, 상기 클러치 허브(14)의 우측부(24)와 연결되는 출력축(미도시됨) 및 상기 마찰판(20)들과 같은, 두 개의 동축들에 인접한 단부들에 결합적으로 연결되어 사용된다.

작동상, 상기 입력축(미도시됨)은 상기 압력판(18)을 회전시키며, 상기 출력축은 상기 압력판(18)에 압력을 가하도록 측면상으로 이동될 수 있다. 상기 압력판(18)은 스플라인(26)들 또는 유사한 것에 의해 상기 허브(14)에 부착되며, 이와 같이 상기 허브(14)는 회전될 수도 있다. 상기 마찰판(20)들은 스플라인(28)들 또는 유사한 것에 의해 상기 클러치 허브(14)에 부착될 수 있으며, 또한 그들은 회전될 수 있다. 상기 마찰판(20)들은 그들이 둘다 같은 속력으로 회전될 때까지 그들과 상기 압력판(18)의 사이에 슬립(미끄러짐)을 허락한다. 상기 마찰판(20)들은 상기 출력축(미도시됨)과 연결되며, 그에 따라서 그들이 회전될 때 같은 속력으로 상기 출력축을 구동시킨다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있다. 일반적으로, 상기 바람직한 실시예의 클러치 조립체는 참조 번호 50으로서 언급되고 있다. 상기 클러치 조립체(50)는 클러치 허브(54), 쓰러스트 와셔(56), 압력판(58), 다수의 마찰판(60)들, 및 백킹 코아 플레이트(62)를 수용하는 클러치 하우징(52)을 포함한다. 비록 상기 도면들의 11이 마찰판들을 도시하고 있지만, 그러나, 다소의 마찰판들이 이용될 수 있다는 것이 이해되어져야 한다.

상기 바람직한 실시예의 압력판(58)은 다이 캐스트 알루미늄 합금, 바람직하게는 380 합금으로부터 생산된다. 그러나, 다른 알루미늄 합금들은 다른 형태의 또는 기계가공의 공정들로서 사용될 수 있다. 상기 본 발명의 알루미늄 압력판(58)은 분말 금속으로부터 제작되는 종래의 압력판들에 대해 대략 1/3의 무게이다. 추가적으로, 상기 알루미늄 부품은 상기 종래의 분말 금속 압력 판들보다 제작에 있어 훨씬 싸다.

알루미늄을 이용한 다른 잇점은 그 자체의 비자기적 특성들에 있다. 그것이 비자기적 특성을 나타내기 때문에, 상기 알루미늄 부품은 상기 적용 메카니즘으로부터 상기 어떤 자기 유체를 흡수하지 않는다. 그 결과로, 더 큰 힘이 상기 전달 토르크를 증가시키는 상기 클러치에 적용될 수 있다.

알루미늄은 그 자체의 부드러움이 알려져 있으며, 상기 높은 마찰력 및 관련되는 토르크 때문에, 이와 같이 이 적용들에 사용될 수 있는 것으로 생각되지 않는다. 상기 알루미늄은 만일 그것이 클러치 형태들의 하중에 종속된다면, 변형될 것이며, 이와 같이 교체되는 것이 필요해질 것이라는 것이 앞에서 고려되었다. 그러나, 유한 요소 분석은 바람직한 실시예에 상응하여 형성되는 상기 알루미늄 압력판에 대해 이루어지는데, 본 미세스(Von-Mises) 최대 응력은 상기 부품이 반복된 하중하에서 고장나지 않을 것이라는 것을 지적하는 상기 재료에 대해 낮은 피로 강도이라는 것을 증명한다.

또한, 본 발명에 따라서 만들어진 압력판은 반복하중 3,200lbs(1193.6kg)를 갖는 MTS 스트로커 머신(Stroker Machine)으로 테스트된다. 두가지 샘플들이 백만 사이클 이내에서 테스트되었는데, 어떤 샘플에서도 고장이 발생되지 않았다. 상기 부품은 매 300,000사이클로 체크되었다. 상기 테스트는 고장이 관측될 때까지 상기 샘플들중의 하나에 대해 계속되었다. 처음에는, 크랙이 50.1 밀리언(million) 주파수 후에 관측되었다.

종래의 마찰 클러치 변속기에서, 상기 압력판(58)은 볼 캠 메카니즘(미도시됨)에 의해서 그것에 힘이 가해지게 한다. 교대로, 상기 압력판(58)은 상기 클러치측 다수의 마찰판(60)에 이 힘을 가하게 된다.

본 발명의 상기 마찰판(60)들은 상기 입력축(미도시됨)으로부터 상기 클러치 하우징(52)에, 계속해서 체인 구동의 사용을 통해 상기 출력축(미도시됨)에 토르크를 전달하도록 돕는다. 이 출력축에 전달되는 상기 토르크는 상기 압력판(58)에 의해서 가해지는 힘에 비례한다.

일정한 슬립 조건들하에서, 알루미늄 부품에 대한 마찰 마모를 방지하도록 하기 위하여, 백킹 코어 플레이트(62)는 바람직하게 상기 압력판(58)과 상기 제 1마찰판(60)의 사이에 위치된다. 또한, 대체(Alternative) 장치가 상기 압력판으로부터 떨어진 측부에 상기 마찰 재료에 대해 다른 방향으로 돌려진 상기 마찰판들과 함께 만들어질 수 있다. 그 결과로, 상기 알루미늄 압력판은 어떤 마모를 방지하는 상기 마찰판의 오직 상기 스틸 측부에 문질러진다.

바람직하게, 상기 백킹 코어 플레이트(62)는 상기 압력판(58) 보다는 딱딱한 스틸 또는 어떤 다른 적당한 재료로부터 제작된다. 상기 백킹 코어 플레이트(62)는 스플라인(64)들 또는 유사한 것들에 의해 상기 클러치 허브(54)에 부착된다. 상기 압력판(58)과 상기 마찰판(60)의 사이에 끼워지는 상기 백킹 코어 플레이트(62)에 대한 토르크 테스트들은 상기 알루미늄 압력판에 대해 제로 마모를 나타낸다. 상기 백킹 코어 플레이트(62)는 상기 마찰판(58)과 상기 클러치 조립체(50)에 대해 추가적인 강도를 가한다. 게다가, 상기 허브로부터 상기 토르크가 상기 백킹 코어 플레이트(62)에 직접적으로 분배될 때, 상기 압력판(58)을 위한 상기 스플라인(26)은 더 이상 필요하지 않게 된다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 압력판(58)은 바람직하게 그 자체의 바깥측 표면부(68)에 대해 형성되는 다수의 리브(66)들을 구비한다. 상기 작용하는 리브(66)들은 상기 판의 원주에 둘다 수직이면서 다른 반경들을 갖는 원형으로 배열된다. 상기 리브(66)들의 교차는 상기 판의 면부에 형성되는 다수의 포켓부(70)를 형성한다. 상기 리브들은 상기 압력판(58)을 강화시키는데 도움을 준다. 상기 알루미늄 압력판(58)의 사용에 의해서, 상기 클러치 조립체는 가볍게 되며, 상기 클러치 조립체의 비용은 낮아지게 될 것이다. 또한, 경중량은 더 나은 차량 연료 효율에 기여될 수 있다.

본 발명에 대한 단지 하나의 바람직한 실시예로, 기술 분야에 있어서의 이 보통의 기술은 이 실시예가 본 발명의 중심 사상과 범위로부터 벗어남이 없이 수정되고 변경될 수 있다는 것을 인식시킬 것이다. 이와 같이, 위에 기술된 실시예는 설명적이며 제한적이지 않는 모든 관점에서 고려되는 것이며, 본 발명의 범위는 앞의 상세한 설명들에 의해서 보다는 오히려 첨부된 청구범위들에 의해 지적되며, 상기 청구범위들에 등가의 의미와 범위내에서 발생되는 모든 변화들은 여기에 포용시키려 한다.

본 발명의 백킹 플레이트가 구비된 클러치 압력판은 가볍고도 값싸며, 더 내구적이고 더 오래 작동되게 된다. 또한, 4륜 구동 차량을 위한 변속기에 사용될 수 있으며, 변속기 클러치 메카니즘에 전달 토르크를 증가시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 클러치(50) 메카니즘에 있어서,

   하우징(52)과, 상기 하우징(52)에 하나 이상의 마찰판(60)과, 제 1재료로부터 만들어지는 압력판(58)과, 상기 마찰판(60)과 상기 압력판(58)의 사이에 위치되는 백킹 플레이트(62)와, 상기 제 1재료 보다는 딱딱한 제 2재료로부터 만들어지는 상기 백킹 플레이트(62)를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 메카니즘.
2. 제 1항에 있어서, 상기 압력판(58)은 알루미늄 재료로부터 만들어지며, 상기 백킹 플레이트(62)는 스틸 재료로부터 만들어지는 것을 특징으로 하는 클러치 메카니즘.
3. 제 1항에 있어서, 상기 압력판(58)은 하나 이상의 보강 리브 부재(66)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 메카니즘.
4. 제 1항에 있어서, 상기 클러치(50)는 변속기의 일부분인 것을 특징으로 하는 클러치 메카니즘.
5. 마찰 클러치(50)를 제작하는 방법에 있어서,

   클러치 하우징(52)을 제공하는 단계와,

   상기 클러치 하우징(52)내에 클러치 허브(54)를 위치시키는 단계와,

   상기 클러치 허브(54)에 회전가능하게 연결되는 하나 이상의 마찰판(60)을 제공하는 단계와,

   상대적으로 부드러운 재료와 상기 하나 이상의 마찰판(60)에 회전가능하게 연결될 수 있게 만들어지는 압력판(58)을 제공하는 단계와,

   상기 압력판(58) 및 상기 하나 이상의 마찰판(60)의 사이에 백킹 플레이트(62)를 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 클러치를 제작하는 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 압력판(58)은 알루미늄으로부터 제작되는 것을 특징으로 하는 마찰 클러치를 제작하는 방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 마찰판(60)은 스틸로부터 제작되는 것을 특징으로 하는 마찰 클러치를 제작하는 방법.
8. 제 5항에 있어서, 상기 압력판(58)은 상기 판(58)의 강도를 개선시키기 위해 그 자체 면들의 일면에 형성되는 다수의 리브 부재(66)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰 클러치를 제작하는 방법.
9. 변속기에 사용을 위한 마찰 클러치 조립체(50)에 있어서,

   클러치 하우징(52)과,

   상기 클러치 하우징(52)내에 위치되는 클러치 허브(54)와,

   상기 클러치 허브(54)와 연결되는 출력축과,

   상기 클러치 허브(54)와 연결되는 다수의 마찰판(60)들과,

   토르크를 제공하는 상기 다수의 마찰판(60)들의 결합 위치로부터 전후로 이동가능한 알루미늄 압력판(58)과,

   상기 알루미늄 압력판(58)과 상기 다수의 마찰판(60)들의 사이에 위치되는 스틸판을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기에 사용을 위한 마찰 클러치 조립체.
10. 제 9항에 있어서, 상기 압력판(58)은 상기 판(58)의 강도를 개선시키기 위하여 일측면에 형성되는 다수의 리브 부재(66)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 변속기에 사용을 위한 마찰 클러치 조립체.
11. 제 9항에 있어서, 상기 다수의 판(60)들은 다수의 스플라인(64)들을 경유하는 상기 클러치 허브(54)에 연결되는 것을 특징으로 하는 변속기에 사용을 위한 마찰 클러치 조립체.